Characteristics of Sediment and Flow with Channel Patterns in Alluvial Rivers

충적하천(沖積河川)의 수로양상(水路樣相)에 따른 유사(流砂) 및 흐름특성(特性)

This paper aims to develop the numerical model for prediction of the channel migration by analyzing of sediment and flow characteristics with patterns of channel in alluvial rivers. Flow in rivers constitutes to be the meandering or the braided form and rarely straight channel through morphologically stable patterns with mutual actions between the flowing water and bed materials. In order to develop the model for simulation of the channel migration, the channels are divided into two types with positive or negative sign by the direction of curvature radius of the centerline channel ($r_c$). That is, the single bend-channel consists of only one curvature of positive or negative sign and the multi-bend channel consists of two more curvatures of positive or negative sign, respectively. The model analyzes the sediment and flow characteristics under the influence of superelevation, spiral motion, irregularity in bed topography and depth-averaged velocity of channels. For reliability of this model, the single bend-channel and the multi bend channel are compared with experiment data in other models and the measured field data in the Keum-River, respectively. As a result, the both com parisians turn out to be excellent.

본 논문은 충적하천에서 수로의 양상조건에 따른 유사 및 흐름특성을 해석함으로써 수로의 변이를 예측할 수 있는 수치모형을 개발하기 위한 연구이다. 하천의 흐름은 하상 및 제방재료 특성과의 상호작용에 의해 복잡한 관계를 이루면서 수로변이를 통하여 형태학적으로 안정적인 형상을 유지하고 흐르기 때문에 대부분의 경우 직선형수로는 드물고 사행 또는 망류상을 이루고 있다. 본 연구에서는 수로변이를 모의할 수 있는 모형을 개발하기 위해 수로중심선 곡률반경 $r_c$값의 양과 음의 부호수에 따라 수로를 구분 즉, $r_c$의 양 또는 음의 값이 하나 만으로 이루어진 단만곡수로(single-bend channel)와 양과 음이 둘 이상의 값을 갖는 복만곡수로(multi-bend channel)로 구분하여 이들 수로에서의 편수위상승, 나선운동, 하상 및 수심평균유속의 불규칙 현상의 영향에 의한 유사이동과 흐름특성을 해석한다. 단만곡수로는 타 _모형의 실험자료와 복만곡수로는 금강의 매포수위관측소를 시점으로하는 연구구간에서 실측치 현장자료와 비교분석함으로써 본 모형의 적용성을 검증하였으며, 그 결과는 대체로 잘 일치하는 것으로 나타났다.